Simposio de Metrología 2004
25 al 27 de Octubre
ASEGURAMIENTO METROLÓGICO DE LA PLANTA POTABILIZADORA DE AGUA DEL SISTEMA CUTZAMALA, COMISIÓN NACIONAL DE AGUA Forma solicitada de presentación: Oral
Carmen Marina Trejo Morales1, Salvador Echeverría Villagómez1, Abdías Montoya Ayala 2 1Centro
Nacional de Metrología (CENAM), 2Comisión Nacional del Agua (CNA)
[email protected],
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Resumen: El artículo presenta los resultados del Proyecto MESURA llevado a cabo en la planta potabilizadora de agua Los Berros, del Sistema Cutzamala, de la Comisión Nacional de Agua (CNA). El alcance del proyecto fue el aseguramiento metrológico del proceso de potabilización, con el objetivo inmediato de su certificación respecto a la norma ISO 9000:2000 y con el objetivo a mediano plazo de su optimación. El alcance del proyecto fue cubierto y el primer objetivo logrado. El objetivo a mediano plazo está en proceso y se están llevando a cabo acciones para lograrlo. Un aspecto fundamental del trabajo es la descripción del valor agregado obtenido al realizar el análisis sistémico integral de las diferentes variables que afectan al proceso. Este valor y las áreas de oportunidad para optimación e innovación que de él resultan no se obtienen cuando se aborda el análisis y el aseguramiento metrológico de cada una de las variables de manera puntual. en 4,5 meses, tiempo récord para una planta de tal magnitud. El 12 de diciembre la planta recibió la auditoría de evaluación, siendo recomendada para su certificación sin ninguna no-conformidad relativa al punto 7.6 de la norma o a ningún otro aspecto relacionado con sus sistemas de medición. No obstante, además del aseguramiento metrológico de la operación, que es un resultado estándar de MESURA, como un beneficio adicional se muestra la optimación que es posible a partir del análisis sistémico integral del proceso, y las oportunidades de mejora e innovación que surgen de este análisis.
INTRODUCCIÓN La planta potabilizadora Los Berros, del Sistema Cutzamala de la CNA es la planta potabilizadora de agua superficial más grande del país. Está ubicada en Los Berros, Estado de México, a 30 km de Valle de Bravo, y procesa el agua proveniente de 7 presas de la región. Tiene una capacidad para potabilizar un gasto de 20 m3 de agua por segundo y trabaja normalmente en un nivel entre 80 y 100% de éste. La planta surte de agua a un número de entre 5 y 8 millones de habitantes de la región metropolitana, entre el Distrito Federal y el Estado de México. Como criterio de calidad, el agua suministrada por la planta debe cumplir con la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA-1994, ‘Salud ambiental, agua para uso y consumo humano ―Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización’.
El PROCESO DE POTABILIZACIÓN DE AGUA El proceso de potabilización se lleva a cabo en 5 módulos con capacidad de 4 m3 de agua por segundo cada uno. Las operaciones críticas son la dosificación de sulfato de aluminio ―Al2(SO4)3― para promover la floculación, la adición de cloro gaseoso ―Cl2― para neutralizar la carga orgánica, la difusión de los aditivos, la sedimentación o precipitación de sólidos suspendidos y su filtración final. La Fig. 1 muestra una esquematización de este proceso, así como los subprocesos relacionados para acondicionamiento y suministro de aditivos. Asimismo, se presentan las operaciones críticas de medición, cálculo y control para suministro de la cantidad requerida de aditivos.
En el primer semestre de 2003 las autoridades de la CNA decidieron, como parte de su estrategia de mejora, realizar acciones tendentes a la certificación de la planta, específicamente en el proceso de potabilización, conforme a la norma ISO 9001: 2000. Para llevar a cabo el aseguramiento metrológico de las operaciones, la CNA contrato el Programa MESURA del CENAM, y éste se ejecutó en la planta a partir del 15 de julio de 2003, lográndose terminar
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Simposio de Metrología 2004
Proveedor
Dilución
25 al 27 de Octubre
Calc Al2(SO4)3 Dos
Med
ρsa
Al2(SO4)3
Al2(SO4)3
Presas Agua C.
Cárcamo
Canal
AC
Parshall
Proveedor Cl2 Líq
Evapora
Cl2
Med
Ha
Laberintos
Calc Qcl Dos
Filtros SS
Tanque AP
Bombas AP
Med
Corg
Figura 1. Proceso de potabilización de agua por floculación, sedimentación, cloración y filtración. En la figura anterior las estaciones del proceso y operaciones son como se muestran en la tabla 1.
ESPECIFICACIONES CRÍTICAS DEL PRODUCTO Desde el punto de vista de las mediciones, cálculos y control, las operaciones relacionadas con los subprocesos de dosificación de sulfato de aluminio y cloro gaseoso son críticas, esto es, las operaciones 3.1 a 3.6, que definen las cantidades requeridas de estos aditivos para lograr la calidad especificada del agua potable.
No Estación Operación 1. de Proceso 1.1 Cárcamo Recepción y separación agua cruda 1.2 Canales Parshall Recepción de aditivos y medición 1.3 Laberintos Mezclado, reposo y floculación 1.4 Filtros Flitrado de sólidos suspendidos 1.5 Tanque A. Potable Recolección de agua potable 2. de Subproceso 2.1 Dilución Al2(SO4)3 Mezclado de sulfato y agua cruda 2.2 Dosificación Al2(SO4)3 Suministro sulfato: f (3.1, 3.2 , 3.6) 2.3 Evaporación Cl2 Gasificación de cloro 2.4 Dosificación Cl2 Suministro cloro: f (3.3, 3.4, 3.6) 3. de Medición y Control 3.1 Prueba de jarras Concentración óptima de sulfato 3.2 Densitómetros Medición de densidad de sulfato 3.3 Prueba orgánica Carga orgánica en agua cruda 3.4 Flujómetros Medición de flujo de cloro 3.5 Garganta Parshall Medición de altura en canal 3.6 Gasto de agua cruda Cálculo de gasto en canal Tabla 1. Operaciones de proceso, subproceso, medición y control.
Conforme a la Norma Oficial Mexicana NOM-127SSA-1994, Ref. [1], que aplica al agua potable para uso y consumo humano, existen más de XXX parámetros a controlar. Algunos de estos, que son siempre críticos y se deben controlar de manera activa, son mostrados en la tabla 2. Parámetro Tolerancia 1. Contenido de metales (Al; He; Mg) < 0,2; 0,3; 0,15 µmol/mol
